DE2404431C3

DE2404431C3 - Elektronisches Musikinstrument

Info

Publication number: DE2404431C3
Application number: DE2404431A
Authority: DE
Inventors: Ralph Sherman Oaks Calif. Deutsch (V.St.A.)
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1973-01-31
Filing date: 1974-01-30
Publication date: 1980-12-18
Also published as: JPS5326966B2; JPS49102322A; DE2404431A1; US3809790A; DE2404431B2

Description

a) einen zweiten Sinustabellenspeicher (466) zum Auslesen von darin abgespeicherten Amplitudenwerten,

b) beim zweiten Fourierkoeffizientenspeicher (53b), dtr gesteuert durch eine zweite von dem Zähler (30) gesteuerte Speicheradressenerzeugungseinheit (546) aufeinanderfolgende Fourierkoeffizienten (C_n) an eine zweite Multiplizierschaltung (24ß) zur Bt. echnupg von Harmonischen einer gegenüber der Grundfrequenz das gespielten Tones in der Fußlage veränderten Grundfrequenz und zur Berechnung von Harmonischen der Grundfrequenz des gespielten Tones liefert,

c) einen durch den Taktgeber (29) über den Zähler (30) gesteuerten zweiten Obertonintervallacldierer (56), der Adressen von aus dem zweiten Sinustabellenspeicher (46b) auszulesenden Amplitudenwerten erzeugt, wobei die Amplitudenwerte an die zweite Multiplizierschaltung (24b) geliefert werden,

d) von dem Taktgeber (29) über den Zähler (30) gesteuerte erste Schaltmittel (32,57,58,62), die dem zweiten Obertonintervalladdierer (56) % zuerst eine veränderte Frequenzzahl liefern, die der in der Fußlage veränderten Grundfrequenz zugeordnet ist, dann dem zweiten Obertonintervalladdierer (56) die der Grundfrequenz zugeordnete Frequenzzahl liefern und sie zur veränderten Frequenzzahl addieren, so daß die daraufhin vom zweiten Obertonintervalladdierer (56) gelieferten Adressensignale zum Auslesen von Amplitudenwerten des zweiten Sinustabellenspeichers (466) der in der Fußlage veränderten Grundfrequenz und deren Harmonischen zugeordnet sind,

e) von dem Taktgeber (29) über den Zähler (30) gesteuerte weitere Schaltmittel (34, 61, 65, 66), welche die vom ersten Obertonintervalladdie- μ rer (42) gelieferten Adressensignalwerte mit einem Faktor multiplizieren, der der Anordnung der Harmonischen entspricht, wobei die multiplizierten Werte zu anderen Zeiten des Taktgebers (29) zum zweiten Obertonintervalladdierer (56) geleitet werden als den Zeiten der Lieferung von Frequenzzahlen durch die ersten Schaitmittel, so daß die daraufhin gelieferten Adressensignale zum Auslesen von Amplitudenwerten des zweiten Sinustabellenspeichers (466) der Harmonischen der Grundfrequeiz des gespielten Tones zugeordnet sind, und
f) einen Summierer (51) zum Summieren der Ausgangssignale der ersten Multiplizierschaltung (49a) und der zweiten Multiplizierschaltung (496).

2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Ausgängen des Zählers (30) mit Eingängen zweier ODER-Schaltungen (32, 34) verbunden sind, wobei die mit der ersten ODER-Schaltung (32) verbundenen Ausgänge des Zählers (30) den unteren Harmonischen entsprechende Taktsignale (tan—ta*) und die mit der zweiten ODER-Schaltung (34) verbundenen Ausgänge des Zählers (30) den oberen Harmonischen zugeordnete Taktsignale (f^-f^) abgeben, wobei das Ausgangssignal der ersten ODER-Schaltung mit einer weiteren ODER-Schaltung (37) sowie über eine Tor&ohaltung (62) mit dem zweiten Obertonintervalladdierer (56) verbunden ist und wobei der Ausgang der zweiten ODER-Schaltung (34) ebenfalls mit einem Eingang der weiteren ODER-Schaltung (37) verbunden ist und außerdem über eine Torschaltung (65) mit der Multiplizierschaltung (66) verbunden ist

3. Musikinsmiment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Zähler (30) herstammende Taktsignal (iq>i), das der Grundfrequenz des gespielten Tone? zugeordnet ist, mit einem Eingang der weiteren ODER-Schaltung (37) und einer Torschaltung (58) verbunden ist, deren Eingang mit dem Ausgang des Addierers (40) und deren Ausgang mit einer Teüungsschaitung (57) verbunden ist, die eine durch 2 geteilte Frequenzzahl (q Y^ an den zweiten Obertonintervalladdierer (56)

liefert.

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Multiplizierschaltung (66) und der Ausgang des zweiten Obertcmintervalladdierers (56) je mit einem Eingang einer ODER-Schaltung (61) verbunden sind, deren Ausgang über einen zweiten Adressendecoder (456) den zweiten Sinustabellenspeicher (466) ansteuert.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Musikinstrument gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiges Musikinstrument ist bereits in der älteren Anmeldung P 23 64 336.9-51 vorgeschlagen worden; vgl. DE-OS 23 64 336. Mit dieser Schaltung kann man bei elektronischen Musikinstrumenten den sogenannten Celesta-Klangeffekt, d. h. einen harfenähnlichen Klang, erzeugen. Dabei können jedoch wegen der fehlenden Rechenkapazität keine Register unterschiedlicher Fußlage kombiniert werden, weil bei Realzeitwiedergabe der gespielten Töne für die Berechnung der gesamten Töne einschließlich Harmonischer nur eine begrenzte Zeitspanne zur Verfügung steht.

Die Aufgabe der Erfindung liegt deshalb darin, ein elektronisches Musikinstrument der im Oberbegriff von Anspruch 1 beschriebenen Art so auszubilden, daß unter weitgehender Verwendung dieser Grundschaltung ohne wesentlichen schaltungstechnischen Mehraufwand eine Kombination mehrerer Register unterschiedlicher Fußlage ermöglicht wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 gelöst. Weitere besondere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt

Die Wellenformamplitude wird durch Auswerten derjenigen Fourier-Komponenten erhalten, die eine unvollständige Gruppe Harmonischer für einen Ton erster Fußlage sowie die Grundfrequenz und mehrere ungerade Harmonische niederer Ordnung eines Tones niedrigerer Fußlage umfassen. Vorzugsweise wird eine unvollständige Reihe von 8-Fuß-Harmonischen zusammen mit den ersten 4 ungeraden Harmonischen einer 16-Fuß-Reihe verwendet Die 8-Fuß-Harmonischen entsprechen in der Frequenz geraden Harmonischen der 16-Fuß-Reihe; die fehlenden 8-Fuß-Harroonisc'ien werden vom Ohr des Zuhörers »wieder eingesetzt«. Daher wird der kombinierte Ton so wahrgenommen, als ob getrennte vollständige Spektren zur Erzeugung der Wellenformamplitude verwendet worden wären. Zur Realisierung von Tönen oder Registern mit niedrigerer Fußlage sind bestimmte 8-Fuß-Harmonische von der Berechnung der Amplitudenwerte ausgeschlossen. Für kombinierte Töne einschließlich solcher mit niedrigerer Fußlage wird die Summe der Obertonkoeffizienten, die den gleichzeitig ausgewählten Tönen zugeordnet sind, in den Berechnungen der Harmonischen verwendet

Wenn in einer Pfeifenorgel ein 8-Fuß-Register betätigt wird, werden Töne mit der Tonhöhe der gewählten Taste erzeugt; wenn z. B. die Manualtaste d, gedrückt wird, erklingt der Ton Q (Taste Cin Oktave 4). Wenn ein 16-Fuß-Register gewählt wird, stellt die Orgel Töne her, die um eine Oktave tiefer als die entsprechende Taste liegen; wenn so z. B. die Manualtaste Q gedrückt wird, erklingt der Ton C₃. Töne höherer Oktaven werden erzeugt, wenn Grundregister anderer Fußlage gewählt werden. Beispielsweise ergeben ein 4-Fuß-Register und ein 2-Fuß-Register die Herstellung von Tönen, die um zwei bzw. vier Oktaven höher als die gespielte Taste liegen.

Gelegentlich werden auch zwei oder mehr Register unterschiedlicher Fußlage gleichzeitig gewählt Wenn z.B. ein 16-Fuß-Register und ein 8-Fuß-Register betätigt werden, erzeugt die Orgel gleichzeitig Klänge bei der Nennfrequenz und bei einer Oktave tiefer. Ein Register mit zusätzlicher Fußlage kann gezogen werden, um bestimmte Harmonische der Grund-Fußlage zu vergrößern. Beispielsweise kann ein IVs-Fuß-Register zum Vergrößern der fünften und zehnten Harmonischen eines gleichzeitig gewählten 8-Fuß-Registers benutzt werden.

Nach der Erfindung erreicht man die Realisierung einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Fußlage in einer Computer-Orgel, wie bo vorstehend beschrieben. Es werden Musikkiänge durch Berechnen der Amplituden bei aufeinanderfolgenden Abtastpunkten einer Musikwellenform in Realzeitbetrieb und durch Umwandeln dieser Amplituden in Klänge erzeugt, wenn die Berechnungen durchgeführt sind. Jede Amplitude wird durch individuelles Berechnen der dieser Wellenform zugehörigen Fourier-Komponenten erhalten. Eine Gruppe gespeicherter Harmonischer definiert die relative Amplitude jeder solchen Harmonischen, wodurch die Wellenform und somit die Tonqualität des erzeugten Klanges hergestellt wird

Eine Kombination von Tönen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung kann in einer solchen Computer-Orgel dadurch erhalten werden, daß die allen gewählten Registern zugeordneten Harmonischen während jeder Amplitudenberechnungsperiode getrennt berechnet werden. Fall ein 8-Fuß-Register und ein 16-Fuß-Register gleichzeitig gewählt werden, würde dieser scheinbar einfache Weg die Berechnung der doppelten Anzahl Fourier-Komponenten im gleichen Zeitraum erfordern, wie erforderlich wäre, falls nur ein einziges Register gewählt worden wäre. Da jede Abtastpunktamplitude innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls berechnet werden muß, würde eine solche Arbeitsweise die Auswertung individueller Harmonischer mit der doppelten Rechengeschwindigkeit erfordern, die für ein Register mit einer einzelnen Längenkennung benötigt wird. Dies ist in der Praxis unzureichend, daß die Geschwindigktitsanfordeningen die Leistungsfähigkeit der dabei verfügbaren integrierten Schaltungen überschreiten. Andererseits können aber auch zusätzliche parallele Rechenkanäte zur Auswertung der Harmonischen der genannten Kombination verwendet werden. Jedoch ist eine solche zusätzliche Schaltungsanordnung technisch sehr aufwendig und daher kostenmäßig nicht tragbar.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine neue Form der Realisierung einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Fußlage geschaffen, wodurch die Erzeugung von z. B. gleichzeitig gewählten 8-Fuß- und 16-Fuß-Registern ermöglicht wird, ohne eine Erhöhung der Berechnungsgeschwindigkeit der Harmonischen oder die Bereitstellung zusätzlicher Rechenkanäle zu erfordern.

Besonders vorteilhaft sind bei der Erfindung zwei Faktoren, nämlich erstens, daß die Harmonischen einer 8-Fuß-Reihe den geraden Harmonischen eines Ib-Fuß-Registers entsprechen und diese entsprechenden Hannonischen nicht getrennt berechnet zu werden brauchen, wenn ein kombinierter 8-Fuß- und 16-Fuß-Ton künstlich hergestellt wird, und zweitens, daß bestimmte Harmonische ohne merklichen Verlust an Tonqualität des künstlich hergestellten Orgelklanges eliminiert werden können. Während eines jeden Amplitudenberechnungsintervalls berechnet die Computer-Orgel die Fourier-Komponenten eines unvollständigen 8-Fuß-Obertonspektrums und berechnet auch bestimmte ungerade Harmonische niedriger Ordnung des 16-Fuß-Spektru?ns. Bei Kombination zur Erzielung der Wellenformamplitude hat der entstehende Klang die Tonqualität von kombinierten 8- und 16-Fuß-Regisiern.

Nun werden ausführlich Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren einander entsprechende Teile bezeichnen. In der Zeichnung zeigen:

F i g. 1 die Spektren der Harmonischen von kombinierten 8-Fuß- und 16-FuB-Register, die von eineF Computer-Orgel unter Verwendung der erfisidungsgemäßen Form der Realisierung einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung künstlich hergestellt werden,

F i g. 2 ein Zeitdiagramm, das die Berechnungsintervalle anzeigt, während denen die Spektralkomponenten der F i g. 1 innerhalb jedes Berechnungsintervalls der

Computer-Orgel ausgewertet werden.

Fig.3 ein Blockschaltbild einer Computer-Orgel nach der Erfindung mit einer Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung,

F i g. 4A bis 4F Spektren von Stimmen oder Registern anderer Längenkennung;und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer gegenüber der Anordnung nach Fig.3 abgeänderten Ausführungsform zur Realisierung der Stimmen oder Register nach Fig. 4.

Die folgende ausführliche Beschreibung behandelt die gegenwärtig am besten beurteilten Ausführungsformen eines elektronischen Musikinstruments nach der Erfindung.

Fig. 1 veranschaulicht typische 8-F'uß- und I6-Fuß-Spektren, die von einer Computer-Orgel unter Verwendung der erfindungsgemäBen Form der Realisation der erwähnten Kombination erzeugt sind. Das 8-Fuß-Spektrum enthält die Harmonischen I bis 8, 10,12, 14 und 16. Die neunte, elfte, dreizehnte und fünfzehnte Harmonische werden nicht hergestellt. Diese fehlenden Harmonischen verringern die Tonqualität des erzeugten Orgelklanges nicht merklich. Ein Grund dafür liegt darin, daß für typische Orgelpfeifen in den höheren Harmonischen verhältnismäßig wenig Energie enthalten ist. Die ersten acht Harmonischen sind alle vorhanden, da diese gewöhnlich am stärksten sind und die Klangfarbe beherrschen.

Ein triftiger Grund beruht auf der menschlichen Schallwahrnehmung. Ein psychoakustischer Effekt tritt auf, wobei das Ohr bestrebt ist, die fehlenden Harmonischen, »wiedereinzusetzen«. Da das menschliche Hörsystem nicht linear ist, entsteht ein scheinbarer Interferenz- oder »Schwebungs«-Effekt zwischen den vorhandenen Harmonischen. Beispielsweise stellt die zehnte Harmonische eine Schwebung mit der Grundschwingung her. um die scheinbare Tonfärbung der fehlenden neunten und elften Harmonischen zu liefern. In gleicher Weise veranlaßt das Vorhandensein der zwölften, vierzehnten und sechszehnten Harmonischen das Ohr, die fehlenden elften, dreizehnten und fünfzehnten Harmonischen zu rekonstruieren.

Wip früher hpmprlit u/iipHp pnKnrpr*hpn flip R-Puft-

Harmonischen den geraden Harmonischen einer 16-Fuß-Reihe. Gemäß der Erfindung werden die entsprechenden geraden 16-Fuß-Harmonischen (in F i g. 1 mit gestrichelten Linien dargestellt) nicht getrennt ausgewertet. Jedoch werden die ersten vier ungeraden Harmonischen niedriger Ordnung der 16-Fuß-Reihe berechnet, wie mit ausgezogenen Linien in Fig. 1 angegeben ist. Diese 16-Fuß-Harmonischen werden während der Zeitintervalle ausgewertet, die der Berechnung solcher Harmonischen normalerweise zugeteilt sind, die in dem 8-Fuß-Spektrum fehlen. Das Ergebnis ist ein effektives 16-Fuß-Spektrum, das die ersten acht Harmonischen, jede zweite Harmonische bis zu der sechszehnten Harmonischen und jede vierte Harmonische von der zwanzigsten bis zu der zweiunddreißigsten Harmonischen enthält Der oben beschriebene psychoakustische Effekt verursacht die scheinbare Wiedereinsetzung der fehlenden 16-Fuß-Harmonischen in den wahrgenommenen Ton. Mit einem elektronischen Musikinstrument nach der Erfindung können kombinierte Stimmen oder Register unterschiedlicher Längenkennung in ausgezeichneter Weise auch dann nachgebildet werden, wenn nur die sechzehn getrennten Harmonischen, die in F i g. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellt sind, ausgewertet werden.

Das Zeitdiagramm der Fig. 2 veranschaulicht, wie diese sechzehn Harmonischen innerhalb jedes fixierten Berechnungsintervalls I, von einer Zweikanal-Computer-Orgel gemäß Fig.3 ausgewertet werden können, ι Ein Rechenkanal 24A ist der Berechnung der ersten acht 8-KuU-Harmonischen zugeordnet, wie mit den großen Zahlen in der oberen Reihe der Fig. 2 bezeichnet ist. Die verbleibenden 8-Fuß-Harmonischen höherer Ordnung und die vier ungeraden Harmonischen niedriger

in Ordnung der 16-Fuß-Reihe werden in einem parallelen Rechenkanal 240 ausgewertet. Die kleinen Zahlen in Fig. 2 bezeichnen die 16-Fuß-Harmonischen, die den erzeugten 8-f'uß-Harmonischen entsprechen. Diese in Fig. I mit gestrichelten Linien dargestellten 16-FuB-

: . Harmonischen werden von der Computer-Orgel nicht getrennt berechnet.

Die Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung ist auch bei anderen Grundstimmen möglich. Wie in F i g. 4 gezeigt ist, haben

2n die 4-Fuß-, 2-FuB- und i-Fuü-Grundstimmen keine fehlenden Harmonischen, auch wenn die 8-f^:uß-Reihe unvollständig ist. Die 2²/j-Fuß- und 1 Vj-FuBstimmen haben zwei bzw. eine fehlende Harmonische. Jedoch haben diese fehlenden Harmonischen nur geringe praktische Auswirkung auf die wahrgenommenen Orgeltöne, da diese Register normalerweise gewählt werden, um spezifische Harmonische in einer 8-FuD Reihe zu vergrößern.

Kori.i/ination von Stimmen oder Registern unter-

jo schiedlicher Längenkennung wird von der Computer-Orgel 20 nach F i g. 3 realisiert Wenn ein Ton an dem Manualschalter 21 gewählt ist, wird eine Wellenform digital berechnet und in einiin Klang von einem Digital-Analog-Umsetzer 22 und einem Klangsystem 23

t", umgesetzt. Die Wellenformamplitude wird für aufeinanderfolgende Stichproben- oder Abtastpunkte in regelmäßigen Zeitintervallen r, berechnet. Innerhalb jedes solchen Intervalls f, werden die ersten acht Harmonischen des 8-Fuß-Spektrums (Fig. 1) in einem ersten Verarbeitungskanal 24/4 getrennt ausgewertet. Innerhalb jedes gleichen Intervalls t_x werden die ersten vier ungeraden Harmonischen des 16-Fuß-Spektrums (Fi(T 1) und die zehnte, zwölfte, vierzehnte und sechszehnte 8-Fuß-Harmonische in einem zweiter

-j, parallelen Verarbeitungskanal 24ßausgewertet.

Alle Komponenten werden in einem Akkumulator 25, der am Ende jedes Berechnungsintervalls t_x die Amplituden an dem gegenwärtigen Abtastpunkt enthält, algebraisch summiert Diese Amplitude wird an der Digital-Analog-Umsetzer 22 über eine Torschaltung 26 gegeben, die durch ein ί,-SignaI auf einer Leitung 27 betriebsbereit gemacht wird. Die Berechnung der Amplitude für den nächsten Abtastpunkt wird unmittelbar eingeleitet, so daß die von dem Umsetzer 23 gelieferte Analogspannung eine Musikwellenform aufweist, die in Realzeitbetrieb erzeugt ist und einen Spektralgehalt hat, der für eine Kombination vor Stimmen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung charakteristisch ist

Der Amplitudenbeitrag F^"> jeder 8-Fuß-Harmonischen wird gemäß der folgenden Beziehung ausgewertet:

Fg⁽"> = C_n sm ^-npR

für?= 1,2,3 ...

wobei R eine Frequenzzahl ist, die dem an der

Manualschaltern 12 gewählten Ton zugeordnet ist. Die Zahl η bezeichnet die auszuwertende Harmonische. So ist für die Ausführungsform der Fi g. 1 /I= 1,2,3,4,5,6,7, 8, 10, 12, 14, )6 entsprechend den in Fig. I mit ausgezogenen Linien dargestellten Harmonischen.

Der Oberschwingungskoeffizient C_n in der Gleichung 1 spezifiziert die relative Amplitude der entsprechenden /7-ten R-Fuß-Haiiiionischen. Der Wert VVbezeichnet die Gesamtzahl der in die Amplitudenberechnung eingeschlossenen Harmonischen. Diese Zahl ist eine wählbare Konstruktionsgröße. Der Wert W= 16 ist zur künstlichen Herstellung von Pfeifenorgelklängen recht zufriedenstellend und wird in der Ausführungsform der Fig. 1—3 verwendet. Die Amplituden Felder Harmonischen für n— 1, 2.... 8 werden in dem Kanal 24.4 und die Werte F»<"> für η = 10, 12. 14. 16 in dem Kanal 24ß ausgewertet.

Der Amplitudenbeitrag F\tC" jeder ungeraden 16-Fiiß-Harmonischen wird gemäß der folgenden Gleichung ausgewertet:

= C' sin

für </ -= 1. 2. 3

wobei n'= 1, 3, 5, 7 und C_n ein Oberschwingungskoeffizient ist, der die relative Amplitude der entsprechenden n'-ten 16-Fuß-Harmonischen bezeichnet. Diese Werte F]f/^n> werden auch in dem Verarbeitungskanal 24ß ausgewertet.

Die Wellenformamplitude xn(qR) für jeden Abtastpunl.i qR ist durch die folgende Beziehung gegeben:

= Σ V

η = 1

10.12.14.16

4 V F "

Iu ' 16 ι' = 1

Dieser Wert xo(qR) wird in dem Akkumulator 25 während jedes Berechnungsintervalls f, erhalten und über den Umsetzer 22 an das Klangsystem 23 am Ende eines jeden solchen Intervalls geleitet.

Wie in F i g. 2 angegeben ist, ist jedes Berechnungsintervall /. in acht Unterintervalle /™i his /__» geteilt, während denen die Harmonischen berechnet werden. Eine solche Systemzeitsteuerung wird von einem Taktgeber 29 hergestellt, der Impulse mit Intervallen t_cp an einen Zähler 30 mit dem Modulo— =8 liefert. Der

Zähler 30 erzeugt aufeinanderfolgende Ausgangssignale tcpi bis te/* auf den entsprechend bezeichneten Leitungen. Die in einer Verzögerungseinheit 31 geringfügig verzögerten /_rp8-Signale dienen als die Berechnungsintervallimpulse r» auf der Leitung 27. Für verschiedene unten beschriebene Durchtastfunktionen werden die Zeitsteuerungs- oder Taktsignale tqa bis tq* von einer ODER-Schaltung 32 kombiniert und an eine Leitung 33 geliefert. Alle Impulse tcps bis tcpg gelangen über eine ODER-Schaltung 34 an eine Leitung 35. Alle acht Taktsignale r_cpI bis t_cp» werden durch eine ODER-Schaltung 37 an eine Leitung 36 geführt.

In der Computer-Orgel 20 wird eine Gruppe von den Tönen des Instrumentes entsprechenden Frequenzzahlen R in einem Frequenzzahlspeicher 39 gespeichert Ein Tonintervalladdierer 40 enthält den Wert qR, der den Stichproben- oder Abtastpunkt identifiziert, bei dem die Wellenformamplitude gerade ausgewertet wird. Dieser Wert qR wird am Anfang jedes Berechnungsintervalis durch Addieren der gewählten Frequenzzahl R zu dem

früheren Inhalt des Addierers 40 vergrößert. Zu diesem Zweck wird der Wert R zu dem Addierer 40 über eine Torschaltung 41 durchgetastet, die durch das ^-Signal auf der Leitung 27 betriebsbereit gemacht wird. Der

Addierer 40 hat vorzugsweise den Modulo.!L.

Zum Berechnen der ersten acht 8-Fuß-Komponenten werden die Werte nqR für n= 1, 2, 3, ... 8 in einem Oberschwingungsintervalladdierer 42 erhalten, der von

in dem /«-Signal am Ende jedes Amplitudenberechnungszyklus zurückgestellt wird. Beim Auftreten des ersten Taktimpulses t_iT\ jedes Berechnungszyklus wird der gegenwärtig in dem Tonintervalladdierer 40 enthaltene Wert qR in den Oberschwingungsintervalladdierer 42

ι) über eine Leitung 43 und eine Torschaltung 44 eingeführt, die durch die Impulse auf der Leitung 36 betriebsbereit gemacht wird. Bei jedem nachfolgenden Taktimpuls t_cpi bis ?_c7* wird der Wert qR zu dem früheren Inhalt des Addierers 42 addiert. Als Ergebnis

.'ο enthält dann der Oberschwingungsintervaiiaddierer 42 den Wert nqR (für /7=1, 2, ... 8) für die n-te 8-Fuß-Komponente niedriger Ordnung, die gerade in dem Kanal 24Λ ausgewertet wird. Der Oberschwingungsintervalladdierer 42 hat auch vur/.jgsweise den

-¹"' Modulo^.

Ein Adressendecoder 45a entnimmt aus einer Sinustabellenschaltung 46a den Wert

in sin ■'— nqR

entsprechend dem Argument nqR, das über eine Leitung 47 von dem Oberschwingungsintervalladdierer 42 erhalten wird. Die Sinustabellenschaltung 46a kann j-, einen Festwertspeicher aufweisen, der Werte von

sin

für O<0<2Wbei Intervallen D speichert, wobei D die Auflösungskonstante des Speichers genannt wird.
Der über eine Leitung 43a gelieferte Wert

sin ^-^ naR w

wird mit dem Koeffizienten C_n für die entsprechende /7-teHarmonische von einer Multiplizierschaltung 49a multipliziert. Das Multiplikationsprodukt stellt die Amplitude F/Sⁿ⁾ der /i-ten 8-Fuß-Harmonischen niedriger Ordnung dar und wird über eine Leitung 50a, einen Addierer 51 und eine Leitung 52 an den Akkumulator 25 geliefert. Der zugehörige Koeffizient C_n wird aus einem unten ausführlicher beschriebenen Oberschwingungskoeffizientenspeicher 53a unter der Leitung einer Speicheradressensteuereinheit 54a entnommen, die auch die Signale icpi bis tcps über die Leitung 36 erhält. Der Koeffizient C_n wird an die Multiplizierschaltung 49a über eine Leitung 55a gegeben.

Wie aus Diagramm der F i g. 2 ersichtlich ist, werden die ersten vier ungeraden 16-Fuß-Harmcr.ischen niedriger Ordnung in dem Kanal 2AB v/ährend der entsprechenden Zeitsteuerungs- oder Taktintervalle t_cp\ bis tcpi berechnet Diese Berechnungen werden gemäß der obigen Gleichung 2 durchgeführt Zu diesem Zweck werden die Werte

η q

für n'=\, 3, 5, 7 in einem Oberschwingungsintervallad-

dierer 56 während der entsprechenden Taktintervalle Z₁-Pi bis t,jA hergestellt.

Die Harmonische /⁷I₆'¹' wird während des ersten Intervalls t_cp\ ausgewertet. Der Wert

c, _y = q j

wird in dem Addierer 26 dadurch erhalten, daß das Signal qR von der Leitung 43 zu einer durch zwei teilenden Schaltung 57 über eine Torschaltung 58 durchgetastet wird, die durch das t_cp\-Signal betriebsbereit gemacht wird. Der Ausgang der Teilungsschaltung

57 wird entsprechend dem Wert q -j- in denOberschwingungsintervalladdierer 56 über die Leitung 59 eingeführt.

Ein Adressend^pcod^pr 456 entnimmt ?.us ρϊπργ Sinustabellenschaltung466den Wert

^T ( ^K\

sin

entsprechend dem Argument q -=- , das aus dem

Oberschwingungsintervalladdierer 56 über eine ODER-Schaltung 61 erhalten wird. Der entnommene über eine Leitung 486 gelieferte Sinuswert wird mit dem Koeffizienten C_n=Ci für die entsprechende erste ungerade 16-Fuß-Harmonische von einer Multiplizierschaltung 496 multipliziert. Der Koeffizient Ci wird über eine Leitung 556 von einem Oberschwingungskoeffizientenspeicher 53b erhalten, der von einer Speicheradressensteuereinheit 546 abgegriffen wird, die auch die Taktsignale t_cpi bis t_cpg über die Leitung 36 erhält. Das die Amplitude F|6<'> darstellende Multiplikationsprodukt wird über eine Leitung 50b an den Addierer 51 geliefert. Dieser addiert die Harmonische Fi₆'¹' zu der Harmonischen FgC, die gleichzeitig in dem Kanal 24/4 ausgewertet wird. Die Summe wird über die Leitung 52 dem Akkumulator 55 zugeführt.

Die nacnsten drei ungeraden ΐό-Fuß-Harmonischen (n'= 3,5,7) werden während der Berechnungsintervalle t_Cp2 bis frp4 berechnet. Bei jedem solchen Intervall wird der Wert qR aus der Leitung 43 zu dem Inhalt des Oberschwingungsintervalladdierers 56 über eine Torschaltung 62 addiert, die durch die Impulse t_cp2 bis t_cp4 auf der Leitung 33 betriebsbereit gemacht wird. Auf diese Weise enthält der Addierer 56 zu der Zeit t_cp2 den Wert

η q y = 3<j y = — + qR .

In gleicher Weise werden bei den Intervallen tqa und tcpA die Inhalte des Addierers 56

5<?y = Ry

Zweckmäßigerweise sind während der gleichen Intervalle tcpi bis fq* die Werte qR, 2qR und 3qR auf der Leitung 43 in dem Addierer 40 bereits vorhanden.

Der Adressenüecoder 456 und die Sinustabellenschaltung 466 arbeiten so wie vorher, indem sie die bezeichneten Sinuswerte für die Leitung 486 an die

■> Multiplizierschaltung 49 zur Multiplikation mit den entsprechenden Oberschwingungskoeffizienten C\ Cs bzw. Ci liefern. Die an die Leitung 506 zu den Zeiten tcp2, tcpi bzw. tcpi gelieferten Multiplikationsprodukte stellen die Werte F_ib("> für /?'=3, 5, 7 dar. Die Werte

ίο werden mit den gleichzeitig ausgewerteten 8-Fuß-Harmonischen in dem Addierer 51 summiert und über die Leitung 52 an den Akkumulator 25 geliefert.

Nachdem der Wert Fk,<⁷> ausgewertet worden ist, wird der Oberschwingungsintervalladdierer 56 von dem in

π einer Verzögerungseinheit 63 geringfügig verzögerten i_rP4-Signal zurückgestellt. Der Inhalt des Addierers 5<* bleibt für den Rest des Amplitudenberechnungszyklus auf Null eingestellt.

Die Vier Geraden Harrnnnicrhpn hnhpr Orrjnijncr rjpr

8-Fuß-Reihe (n=10, 12, 14, 16) werden in dem Verarbeitungskanal 245 während der Berechungsintervalle t_cp5 bis t_cpn berechnet. Zu diesem Zweck liefert eine Torschaltung 65, die von den Taktsignalen auf der Leitung 35 betriebsbereit gemacht wird, den Wert nqR

2") von der Leitung 47 an eine mit zwei multiplizierenden Schaltungen 66. Der Ausgang 2nqR von der Multiplizierschaltung 66 wird über eine Leitung 67 und die ODER-Schaltung 61 an den Adressendecoder 456 geleitet.

in Es wird daran erinnert, daß zu der Zeit t_cps der Inhalt des Oberschwingungsintervalladdierers 42nqR=5qR ist. Infolgedessen wird bei dem Intervall i_cp5 das Argument 2n/?= \0qR über die ODER-Schaltung 61 an den Decoder 456 und die Sinustabellenschaltung 466

Ji geliefert.

Dies ist genau das Argument (\0qR), das zum Berechnen der zehnten 8-Fuß-Harmonischen erforderlich ist. Die Sinustabellenschaltung 456, die Multiplizierschaltung 496 und der Oberwellenkoeffizientenspeicher 536 arbeiten in der oben beschriebenen Weise, indem sie den Wert F₈O⁰) über die Leitung 506 an den Addierer 51 liefern.

in gleicner weise sind zu den z.eitintervaiien t_cpe, bis t_cpe die Werte 6qR, TqR, 8qR auf der Leitung 47

4-, vorhanden. Infolgedessen sind die an den Decoder 456 gelieferten Argumente \2qR, HqR bzw. \6qR. Infolgedessen werden die Harmonischen Fff") für λ= 12, 14, 16 in dem Verarbeitungskanal 24S berechnet.
Auf diese Weise errechnet die Computer-Orgel 20

-,o genau die in F i g. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellten Komponenten. Die erzeugte Wellenform, deren Abtastpunktamplituden in dem Akkumulator 25 erhalten werden, hat ein Spektrum der Harmonischen, das für eine Kombination von Stimmen oder Registern unterschiedlicher Längenkennung charakteristisch ist Die entstehenden von der Computer-Orgel 20 nach F i g. 3 hervorgebrachten Klänge haben die Tonqualität von gleichzeitig gewählten 8-Fuß- und 16-Fuß-Registern.

Die spezifische Stimmung der hergestellten Klänge hängt von den gespeicherten Werten der Oberschwingungskoeffizienten C_n und C_n ab. Dies ist natürlich ein wählbarer Konstruktionsfaktor, jedoch zählt die folgende Tabelle I geeignete Werte von C_n und C_n auf, die eine Diapason-Stimme nachbilden. Die Werte Ci bis Ce werden in dem Speicher 53a gespeichert Die übrigen in Tabelle I aufgezählten Koeffizienten werden in dem Speicher 536 gespeichert

Tabelle I

Jl

12

Obcrschwingungskoerfizient

Kombinierte 8-Fuß- und l6-f^;uß-Diapason-Slimme

(Relative
Amplitude)

(Dezibel-Äquivalent) Oberschwingungs- Intervall, während dem koelTizienten- Speicherzellen abgetastet

speicher werden

C₆
C₇
Cs

127

Odb

-5

-3 -11 -15 -14 -24 -24 53«

'„,I

'.rl

'./•7 '.,8

C₁₀
C₁₂
C₁₄
C₁₆
C₁'
C₃'
C₅'
C₇'

4
2
1
1

127

-31 -38 -42 -42 0

-3 -15 -24 6

'.,6
',-,7
'(718

Die in dem Speicher 39 gespeicherten Frequenzzahlen R sind in Beziehung gesetzt zu den Grundfrequenzen der von der Computer-Orgel 20 erzeugten Musiktöne, zu dem Berechnungszeitintervall f, und zu der Anzahl von Amplitudenabtastpunkten N für den von der Orgel erzeugten Ton mit der höchsten Grundfrequenz fa. Falls beispielsweise die Frequenzzahl R für einen solchen Ton höchster Frequenz als 1 gewählt wird, dann werden tür diesen ion bei einem Berechnungszeitintervall t„ das mit

Nf„

gegeben ist, genau NAbtastpunktamplituden berechnet. Die Werte R für Töne niedrigerer Frequenz können leicht ermittelt werden, da bekannt ist, daß das Frequenzverhältnis von beliebigen zwei benachbarten Tönen in einer gleichmäßig temperierten Musiktonleiter J*-/2 ist Im allgemeinen sind die Frequenzzahlen R für andere Töne als den Ton mit der höchsten Frequenz /«keine ganzen Zahlen.

Die folgende Tabelle II zählt als Beispiel die Frequenz und die Frequenzzahl R für jeden Ton in der Oktave 6 auf. Der Ton C₇ (die Taste von Cin Oktave 7) ist als der Ton mit der höchsten von der Computer-Orgel 20 erzeugten Grundfrequenz bezeichnet und hat somit die Zahl 1 als Frequenzzahl R erhalten. In diesem Beispiel werden N= 2 W= 32 Stichproben- oder Abtastpunkte für den Ton Q berechnet, wobei dieser Wert von iVfür genaue Synthese eines Orgelpfeifenklanges oder der meisten anderen Musikklänge zufriedenstellend ist

)-, Tabelle II	Frequenz	R
Ton	(Hz)
	2093,00	1,0000
40 C₇	1975,53	0,9443
	1864,66	0.7913
A,_b	1760,00	0,8412
43 »6	1661,22	0,7940
	1567,98	0,7494
Ge	1479,98	0,7073
	1396,91	0,6676
50 ^₆	1318,51	0,6301
	1244,51	0,5947
D.₆	1174,66	0,5613
D₆	1108,73	0,5298
55 C»5	1046,50	0,5000
C₆

Bei Verwendung der abgeänderten Ausführungsform nach Fig.5 kann die Computer-Orgel 20 (Fig.3) Stimmen mit anderer Längenkennung erzeugen, wie solche, die Spektren gemäß Fig.4A bis 4F haben. Getrennte Speicher speichern die Oberschwingungskoeffizienten für jede solche Orgelstimme. In jedem Speicher wird der Koeffizientenwert Null für alle Harmonischen gespeichert, die in den Spektren der zugeordneten Orgelstimme fehlen. Eine Schaltanordnung ermöglicht dem Musiker, ein Register oder

mehrere Register unterschiedlicher Längenkennung zu wählen.

In der Ausführungsform nach F ϊ g. 5 sind die Oberschwingungskoeffizientspeicher 53a, 536 (Fig.3) durch zwei Gruppen von Speichern 70a, 706 ersetzt, die ΐ von den entsprechenden Speicheradressensteuereinheiten 54a', 54b'abgegriffen werden, welche die Taktimpulse «cpi bis tcpB auf der Leitung 36 erhalten. Oberschwingungskoeffizienten werden an die Oberschwingungsamplituden-MultipIizierschaltungen 49a, 496 über Regi- sterwählschalter (Registerhebe!) 5T₁₆, ST& ST^ STi, ST₁, ST₂ in und STi j/5 geliefert, wobei der Index die Längenkennung des entsprechenden Registerhebels bezeichnet Die Koeffizienten werden durch zugehörige ODER-Schaltungen 71, 72a, 726 und Addierer 73a, 73b, ,5 74a, 746, 75a, 75b kombiniert und an die Multiplizierschaltungen 49a, 75a, 756 kombiniert und an die Multiplizierschaltungen 49a, 49b über die entsprechenden Leitungen 55a und 55b geliefert Diese Anordnung ermöglicht die Wahl eines Registers irgendeiner individuellen Längenkennung oder mehrerer Register unterschiedlicher Längenkennung.

Wenn der Registerschalter 5T₈ allein geschlossen wird, erzeugt die Computer-Orgel 20 eine 8-FuB-Stimme mit den unvollständigen Oberschwingungsspektren, die in F i g. 1 und 4A mit ausgezogenen Linien dargestellt sind. Zu diesem Zweck enthält der Speicher 8Ja Koeffizientenwerte G bis C₈. Diese Werte werden an die Multiplizierschaltung 49a über den Addierer 73a gegeben, dessen, zweiter Eingang tei Null bleibt, da nur der Registerhebel ST_S gewählt ist Der Speicher 81 b enthält die Oberschwingungskoeffizienten Go, Cn, Cu und Ge, die in Speicherzellen gespeichert sind, die während der aufeinanderfolgenden Zeitintervalle /cps bis tcpe abgetastet werden. Der Speicher 81b speichert den Wert Null in denjenigen Speicherzellen, die zu den Zeiten tcpt bis fq* abgegriffen werden. Auf diese Weise wird der Wert Null während der Intervalle tcp\ bis i_cp4 von dem Speicher 81 b über die ODER-Schaltung 71 und den Addierer 73b an die Multiplizierschaltung 49b jo geleitet Infolgedessen trägt der Kanal 24B während dieser Zeitintervalle nicht zu der berechneten Wellenform bei, wenn die ersten vier ungeraden Harmonischen niedriger Ordnung der 16-Fuß-Reihe berechnet werden wurden, falls auch ein 16-Fuß-Register gewählt wäre. Während der Intervalle /_cpS gelangen die Koeffizienten Go, G2. G4 bzw. C\b an die Multiplizierschaltung 49b, so daß die entsprechenden zehnten, zwölften, vierzehnten und sechzehnten 8-Fuß-Harmonischen ausgewertet werden. Die entstehende Wellenform hat die Ober-Schwingungsspektren der F i g. I und 4A, die für eine 8-Fuß-Stimme kennzeichnend sind.

Zum Erzeugen einer kombinierten 8-Fuß- und 16-Fuß-Stimme unter Verwendung der abgeänderten Ausführungsform nach F i g. 5 sind beide Registersclialter 5Tg und STi₆ geschlossen. Die Speicher 81a, 81b liefern die oben beschriebenen Koeffizienten mit dem Ergebnis, daß die unvollständigen 8-Fuß-Spektren der Fig. 1 hergestellt werden. Ein Speicher 82b speichert die Oberschwingungskoeffizienienwerte C'\, Cj, C'sund C-, in Speicherzellen, die während der aufeinanderfolgenden Intervalle tcp\ bis fcpt abgetastet werden. Diese Werte werden über die ODER-Schaltung 71 und den Addierer 73b an die Multiplizierschaitung 49b gegeben. Infolgedessen arbeiten die Speicher 81a, 81b und 82b, wenn beide Registerhebel STs und STk, gewählt sind, genauso wie die Speicher 53a, 53b der F i g. 3 zusammen, so daß die kombinierten 8-Fuß- und 16-Fuß-Spektren der F i g. 1 erzeugt werden.

Ein 16-Fuß-Spektrum allein kann dadurch hergestellt werden, daß nur der Schalter STje geschlossen wird. Wiederum liefert der Speicher 82b die Koeffizienten, die zum Erzeugen der ersten vier ungeraden 16-Fuß-Harmonischen geeignet sind. Die ersten acht geraden 16-Fuß-Harmonischen werden mit von dem Speicher 81a gelieferten Koeffizienten hergestellt Das entstehende 16-Fuß-Spektrum entspricht dem im unteren Teil der F i g. 1 gezeigten mit der Ausnahme, daß keine höhere Harmonische als die sechzehnte (n'=16] vorhanden ist Eine 4-Fuß-Stimme wird erzeugt, wenn der Schalter ST* geschlossen ist Die Speiche 83a, 83i enthalten die Werte C_n für alle geraden Werte von r zwischen n=2 und n= 16. Wie unten in der Tabelle ill angegeben ist, werden diese Werte in Speicherzeller gespeichert, die während der Berechnungsintervalle abgetastet werden, die zur Erzeugung der entsprechenden Komponenten der 8-Fuß-Spektren der Fig.4A verwendet werden. Alle anderen Positionen dei Speicher 83a, 83b speichern Nullen. Wenn das 4-Fuß-Register ST* gewählt wird, erzeugt die Compu ter-Orgel 20 einen Klang mit den Oberschwingungs spektren der F i g. 4B.

In gleicher Weise wird eine 2-Fuß-, 1-Fuß-, 2V3-Fuß oder lVs-Fuß-Stimme erzeugt, wenn der entsprechende Schalter ST₂, ST_x, ST_22n oder STi 3/5 geschlossen wird Die Tabelle III zählt auch den Inhalt der Oberschwin gungskoeffizientenspeicher 84a bis 87b auf, die mit der Registern dieser Längenkennung verwendet werden Die in Tabelle III gegebenen Koeffizientenwertf veranschaulichen als Beispiel eine Diapason-Stimme Andere Werte können zur Herstellung unterschiede eher Stimmen verwendet werden. Jedoch sollten die gespeicherten Koeffizienten mit dem Wert Null NuI bleiben, um die Erzeugung solcher Spektren zi gewährleisten, wie in F i g. 4C bis 4F dargestellt sind.

Wenn das 2²/3-Fuß-Register gewählt ist, werden nui die in Fig.4E mit ausgezogenen Linien dargestellter Komponenten erzeugt Die dritte und fünfte Harmoni sehe, deren Frequenz der achten (n=8) bzw. dei sechzehnten (/J= 16) Harmonischen des 8-Fuß-Spek trums entspricht, werden nicht erzeugt In gleichei Weise wird, wenn das l³/s-Fuß-Register gewählt ist, di< dritte Harmonische (entsprechend der fOnfzehntet 8-Fuß-Harmonischen) nicht hergestellt Diese fehlendei Komponenten sind in F i g. 4E bzw. 4F mit gestricheltei Linien dargestellt und entsprechen Komponenten, die ii den unvollständigen von der Computer-Orgel 2< erzeugten 8-Fuß-Spektren (F i g. 4A) fehlen.

Tabelle III	Oberschwjngungs- koellizienlen- speicher	Gespeicherter Oberschwingungs *koeffizient)**	Typischer Koeffizientenwerl (Diapason)	Intervall, während dem Speicherzellen abgetastet werden
Längenkennung	83 a	C₂ Ca	127 71
4-Fuß

	15	/	Ub	24 04 431	Typischer	16
				Koeffizientenwert
Fortsetzung	Oberschwingungs-	85 a		(Diapason)	Intervall, während dem
Längenkennung	koeffizienten-	85 ö	Gespeicherter	90	Speicherzellen abgetastet
	speicher	86 a	Oberschwingungs-	36	werden
	83a		*koeffizient)**	23	'r(i6
4-Fuß		860	C₆	28	'r/i8
	836	87 a	Q	8	*tcpS*
		876	C₁₀	8	'r/i6
		C₁₃	127	*'ep!*
		C₁₄	71	'r/18
	84a	C₁₆	90	'r/i4
2-Fuß	C₄	36	'17.8
	C₈	127	'r/16
	C₁₂	71	'r/18
	C₁₆	127	'c7i8
1-Fuß	c,	71	'r,8
	C₁₆	36	'r/,3
2²/,-Fuß	C₃	127	'r/i₆
	C₆	71	'r/16
	C₁₂		'r/,5
l³/₅-Fuß	Cj	'r/i5
	Ci₀

*) Alle anderen gespeicherten OberschwingungskoefTizientenwerte sind Null.

Wie früher bemerkt wurde, werden die Register mit kleinerer Längenkennung oft zur Vergrößerung bestimmter Harmonischer einer anderen Stimme verwen- det. Dies ist durch die Spektren der F i g. 4A und 4F für den Fall veranschaulicht, daß ein 8-Fuß- und ein IVs-Fuß-Register gleichzeitig gewählt werden. In diesem Beispiel werden die fünften und zehnten 8-Fuß-Harmonischen hervorgehoben. Diese Harmonisehen haben die resultierenden Amplituden, die in F i g. 4A mit gestrichelten Linien 90,91 dargestellt sind und durch die Summen der Oberschwingungskoeffizienten der beiden gewählten Register spezifiziert werden.

Für das kombinierte 8- und 1 Vs-Fuß-Register werden zu der Zeit feps getrennte von Null abweichende Oberschwingungskoeffizienten aus beiden Speichern 81a und 87a entnommen. Der letztgenannte Koeffizient wird über die ODER-Schaltung 72a und die Addierer 75a, 74a an den Addierer 73a geliefert, wo er mit dem aus dem Speicher 81a entnommenen Koeffizienten summiert wird. Die Summe gelangt über die Leitung 55a an die Multiplizierschaltung 49a, so daß die berechnete fünfte (n=5) Harmonische die resultierende Amplitude hat, die in F i g. 4A mit der Linie 90 dargestellt ist.

In gleicher Weise werden in dem Kanal 24B zu der Zeit feps von Null abweichende Koeffizientenwerte aus beiden Speichern 81 b und 87b entnommen. Der letztgenannte Wert wird über die ODER-Schaltung 726 und die Addierer 75b, 74b an den Addierer 73b geleitet, wo er mit dem aus dem Speicher 81 b entnommenen Koeffizienten summiert wird. Die Summe wird über die Leitung 55b an die Multiplizierschaltung 496 angelegt. Somit hat die ausgewertete zehnte 8-Fuß-Harmonische die vergrößerte Amplitude, die durch die gestrichelte Linie 91 in Fig.4A dargestellt ist. Zu allen anderen Zeiten als /_cp5 werden Koeffizienten mit dem Wert Null aus den I Vs-Fuß-Soeichern 87a. 876 entnommen, so daß die anderen Harmonischen der 8-Fuß-Reihen nicht vergrößert werden.

Die Computer-Orgel 20 nach Fig.3 kann unter Verwendung üblicher mikroelektronischer integrierter Schaltungen leicht hergestellt werden. So kann der Frequenzzahlspeicher 39 einen Festwertspeicher mit integrierter Schaltung aufweisen, der so programmiert ist, daß er die in der Tabelle II aufgezählten Frequenzzahlen R enthält Ein zweckmäßiger Festwertspeicher mit integrierter Schaltung ist der Signetics-Typ 8223, der vom Benutzer programmiert werden kann und eine Adressierschaltung enthält. Eine solche integrierte Schaltung kann auch als Oberschwingungskoeffizientenspeicher 53a, 536, 70a oder 706 verwendet werden, wobei die unabhängige Adressierschaltung als der zugeordnete Speicheradressendecoder 54a, 546, 54a' oder 546' dient. Typische gespeicherte Oberschwingungskoeffizientenwerte sind in den Tabellen I und III aufgezählt.

Die Addierer 40,42 und 56 können unter Verwendung herkömmlicher Addierer mit integrierter Schaltung ausgeführt werden. Solche Schaltungen enthalten das arithmetische logische Element Signetics 8260, den Durchtastvolladdierer Signetics 8268 und die 4-Bit-Binär-Volladdierer der Typen Texas Instruments SN 5483 und SN 7483. In Fig.3 werden die beigefügten Bezeichnungen »Tonintervall« und »Oberschwingungsintervall« verwendet, um die Funktion des Addierers in der Computer-Orgel 20 anzugeben. Auf diese Weise bezeichnet der Inhalt qR des Addierers 25 das Abtastpunktintervall, bei dem die Tonamplitude gerade ausgewertet wird. In gleicher Weise enthalten die Addierer 42 und 56 die Werte nqR, welche die Abtastpunktintervalle der 8-Fuß-Harmonischen spezifizieren, die in den Kanälen 24/4 bzw. 24ß ausgewertet werden.

Der Akkumulator 25 kann Addierer mit integrierten Schaltungen aufweisen, die so geschaltet sind, wie z. B. in dem Standardwerk von Ivan Flores mit dem Titel »Computer Logic«, Prentice-Hall, 1960, gezeigt ist Jede Sinustabellenschaltung 46a, 46Zj und ihr Adressendecoder 45a, 450 kann einen Festwertspeicher mit integrierter Schaltung aufweisen, der Sinuswerte mit geeigneter Auflösung D enthält Mit Sinuswerten vorprogrammierte Speicher sind kommerziell verfügbar und von Texas Instruments als Typ TMS 4405 mit integrierter Schaltung typisiert Die Multiplizierschal-

tungen 49a, 496 sind herkömmlicher Bauart, wobei die beigefügte Bezeichnung »Oberschwingungsamplitude« anzeigt, daß die Schaltung den Sinuswert (aus der Leitung 48a und 486) mit dem geeigneten Oberschwingungskoeffizienten (aus der Leitung 55a oder 55£>) multipliziert, um als Produkt die Amplitude der Oberschwingungskomponente zu erhalten, die dann in dem die Multiplizierschaltung enthaltenden Karal TAA, 245 berechnet wird. In gleicher Weise sind die übrigen Bestandteile der Computer-Orgel 20 (F i g. 3) herkömmlicher Bauart

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisches Musikinstrument zur Erzeugung von Musik durch Auslesen von in einem Sinustabellenspeicher abgespeicherten Ampiitudenwerten mit einem Taktgeber und einem mit dem Taktgeber verbundenen Zähler, der aufeinanderfolgend Steuersignale abgibt, die verschiedenen Fourierkoeffizienten entsprechen, sowie einem Fourierkoeffizientenspeicher, der gesteuert durch eine vom Zähler gesteuerte Speicheradressenerzeugungseinheit aufeinanderfolgende Fourierkoeffizienten zur Berechnung und Weiterverarbeitung der Grundschwingung und deren Obertöne eines gespielten Tones an eine Multiplizierschaltung liefert, weiterhin mit einem durch den Taktgeber Ober den Zähler gesteuerten Addierer und einem damit verbundenen Obertonintervalladdierer, welche die Adressen der aus dem Sinustabellenspeicher auszulesenden Amplitudenwerte des Grundtons bzw. der Obertöne eines gespielten Tones mit Hilfe einer dem gespielten Ton zugeordneten Frequenzzahl erzeugen, wobei die ausgelesenen Amplitudenwerte der Multiplizierschaltung zugeleitet werden, gekennzeichnet durch